不同汽車結(jié)構(gòu)輕量化材料的焊接技術(shù)

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不同汽車結(jié)構(gòu)輕量化材料的焊接技術(shù)

目前，不同材料間的焊接技術(shù)成為汽車輕量化材料應(yīng)用的關(guān)鍵，尤其對車輛電驅(qū)動系統(tǒng)，良好的焊接技術(shù)可保證高效的電流流通，實現(xiàn)整車高效率運行。

電動汽車的動力電池主要為鋰電池，陽極采用鋁材料，陰極采用銅材料，連接條為鋁銅混合材料，但實現(xiàn)三者良好焊接成為難點。目前，激光束焊接成為混合材料連接技術(shù)的重點。

不同輕量化材料間出現(xiàn)焊接難的原因是材料的性質(zhì)各不相同，尤其是材料密度和熔點。鋁和銅的熔點和密度差距較大，因此造成材料間焊接較難。此外，焊接處的導(dǎo)電性也是非常重要的。焊接技術(shù)差會使焊接處電阻變大和造成電能損失，且由于電動汽車電池組由數(shù)百個電池單體組成，因此能量損失會更大，直接影響整車能量損耗，增加電池冷卻系統(tǒng)的能量消耗。激光束焊接技術(shù)可滿足可變的焊接縫結(jié)構(gòu)，焊接區(qū)域面積和輪廓可根據(jù)不同需要來制定，而這種焊接靈活性可改善焊接處電阻大小。

利用激光束焊接技術(shù)將兩個銅和鋁薄片焊接成一整體，并進行了焊接處電阻測量試驗，采用4點探針測量儀作為測試工具，測量準(zhǔn)確度達0.1mΩ。試驗分別從焊縫單位長度能量輸入、激光束頻率大小及激光束空間調(diào)制應(yīng)用這3個方面分析對焊接處電阻大小的影響。研究發(fā)現(xiàn)，增加焊縫單位長度能量輸入可增加焊接處面積，保證焊接穩(wěn)定性和一致性；激光束頻率大小與焊接處電阻大小無關(guān)，但增加激光束平均功率可減小焊接處電阻；利用激光束空間調(diào)制技術(shù)可調(diào)節(jié)焊接處面積大小，以實現(xiàn)最小焊接電阻。

Jan- Philipp Weberpals et al. High- Power Laser Materials Processing:Lasers, Beam Delivery,Diagnostics, and Applications IV,edited by Friedhelm Dorsch,Proc. of SPIE Vol.9356,93560A· 2015 SPIE.

編譯：謝秀磊